1.在线互动式UPS的工作原理

　　在线互动式UPS在市电正常时，供给负载为改良了的市电，市电故障时，负载完全由蓄电池提供能量经逆变器变换后供电。在线互动式UPS中有一个双向变换器(bidirectionalconverter)，既可以当逆变器使用，又可作为充电器。所谓在线互动是指输入市电正常时逆变器处于热备份状态，仅作为充电器给蓄电池充电。

　　2.在线互动式典型拓扑

　　(1)电路各环节功能

　　1)输入开关:当市电中断时(指电网失压)，断开开关，防止逆变器向电网馈电。

　　2)智能调压:当市电存在时，可调节UPS的输出电压(由智能开关调节变压器抽头完成输出电压的调整)。

　　3)变换器:此变换器为双向变换。当市电存在时，变换方向是AC/DC，给蓄电池充电并浮充;市电掉电后，变换方向为DC/AC，由蓄电池供电，保持UPS继续向负载供电。

　　图1中交流输入端Li-N为第一端口，双向变换器绕组7-8为第二端口，输出电压端Lo-N为第三端口。当输入市电在规定范围内变化时，UPS通过调整变压器的抽头来大致稳定输出电压。当需要进行抽头调整时，首先启动双向变换器处于逆变工作状态，再进行抽头换接，待抽头换接完毕后，停止双向变换器的逆变工作状态，进入充电状态，这时负载是由市电供电。

　　图1中桥臂的每个开关管上反向并联了二极管，有两个作用:一是功率管截止时续流用，使变压器漏感产生的反电动势有回路;二是这4只二极管又可以组成一个全波整流器，在逆变器S1~S4不工作，市电向负载供电的同时，主变压器T的二次绕组(7、8端)产生的感应电流经VD1~VD4整流后向蓄电池组充电。只要蓄电池组不工作，充电过程就一直进行。如果需要对输入输出进行电气隔离，则可改变压器自耦式为隔离式。

　　这种拓扑与双变换式相比，由于没有经过两次变换，其功率损失明显低于双变换机，因而效率高，可达95%以上;在市电供电时过载能力可达200%;不带PFC的双变换式由于采用晶闸管(或二极管)整流，即使负载为线性负载，也会对市电产生较强的谐波电流，但互动式在带线性负载时不会对市电产生污染。这种拓扑的缺点是:

　　1)在市电供电时，输出电压只是幅度有改善，输入的失真、干扰等传递给了输出端。

　　2)动态性能不好，在输入电压或负载电流突变时，输出电压突变较大，恢复到新稳态所需时间长。

　　3)稳压精度较差;对电网适应范围窄，如要提高精度和适应范围，则必须增加变压器抽头数。

　　4)UPS的输入功率因数由负载决定，如带计算机等整流性负载时，其输入功率因数也只有0.7左右。

　　5)当双向变换器作充电器使用时，其充电电压和电流不可控，大大地降低了蓄电池的使用寿命。

　　(2)在线互动式UPS与传统在线式性能比较

　　1)电路更简单，成本低，可靠性高。

　　2)逆变器同时有充电功能，省掉了一般双变换UPS的附加充电器，其充电能力要比附加充电器强得多。当要求长延时供电时，无须再增加机外充电设备。

　　3)由于变换器与输出直接接在一起，没有转换开关的限制，所以输出功率可提高。

　　4)当市电存在时，效率可达98%以上;输入功率因数和输入电流谐波成分取决于负载电流，UPS本身不产生附加输入功率因数和谐波电流失真;小容量的在线互动式UPS输出电压稳定精度较差，但也能满足一般计算机负载的要求。因为在线互动式UPS变换器直接接在输出端，并且处在热调整状态，对输出电压尖峰干扰有滤波作用。

　　为了进一步改善在线互动式UPS的功能，可在输入开关和智能调压之间串接一个电感，目的在于当市电中断时，逆变器可立即向负载供电。因为串联电感对逆变输出反馈到电网的电流有很强的抑制作用，避免了输入开关未断开时短路逆变器输出的危险。这样做可以使在线互动式UPS的转换时间减小到0，使其完全具备双变换在线式的转换功能，同时还增加了整个UPS的抗干扰能力。但是，这样做却带来了降低UPS输入功率因数的不良后果。